Введение к работе
Актуальность. Современный уровень машиностроения определяется тем, что 75% ее продукции выпускается в условиях мелкосерийного и серийного производства, для которого характерно широкое использование многооперационннх и фрезерних станков с ЧПУ. При этом до Z5...A0Z времени работы станка затрачивается на обработку плоскостей корпусных деталей, номенклатура которых такова, что большую ее часть составляют заготовки сложной конфигурации. При их обработке постоянно изменяется ширина зони резания. Это приводит к образованию погрешностей в виде отклонений формы, расположения и волнистости обработанных поверхностей. Лнкетиро- < ванне технологов ряда машиностроительных предприятий показало, что наиболее распространенными из применяемых способов обеспечения задашшх показателей точности являются занижение режимов резания (34) и применение оснастки повышенной жесткости (26%). Однако такие мероприятия сникают эффективность примонония станков с ЧПУ, так как связаны с потерей производительности .и с возрастанием затрат на изготовлению деталей.
Проектирование эффективных способов управления показателями точности (СУПТ) в настоящее время осложняется том, что для выбора их физического" принципа действия и структуры чаще всего применяется малоэффективный метод "проб и ошибок", использующий интуицию и проалъ'Д опыт технолога. Вызывает затруднения и оценка найденных СУІЇТ, так как существующие математические модели основаны на -эмпирических и колуаналитических силовых зависимостях, адекватно отображающих реалышй процесс лишь для условий, в которых они получены. В связи с этим исследоваїпія, направленные на разработку научно обоснованной методики поиска технических решений, способствующих повышению производительности и снижению стоимости обработки плоских поверхностей корпусных деталей на станках с ЧПУ, являются актуальными.
Цель работы. Повышение производительности операций торцового фрезерования на станках с ЧПУ путем разработки способов.уп-разления отклонениями формы и волнистостью плоских поверхностей корпусных деталей на основе моделирования процесса формообразования.
-h-
Основшэ задачи. І.Провести функционально-физический анализ технологической системы (ТС), виявить потоковне и функциональные связи, действующие тжду элементами ГС в процэссо формообразова-шш поверхностей.
2.Разработать методику автоматизированного синтеза способов управления показателями точности при Фрезеровании, обеспечивающую получение конкурентоспособных технических решвшй.
3.Построить имитационную модель процесса формообразования для оценки способов управления торцовым фрезерованием.
4.Разработать аналитические зависимости для расчета сили резания при торцовом фрезеровании, учитывающие изменение фактической глубины резания, влияние конструктивно-геометрических параметров и закона относительного движения фреон и заготовки.
5, Разработать способи управления точностью формы и волнистостью плоских поверхностей, провести их промышленные испытания и внедрить в производство.
Метода исследовании. Теоретические исследова.чия проводились на базе научных основ технологии машиностроения, теории розаіпія металлов, принципов системного анализа и методологии поискового конструирования. Достоверность результатов расчетов проверялась експериментально в лабораторних и производственных условиях по разработанной в диссертации методике. Обработка экспериментальных динних проводилась методами математической статистики.
Научная новизна. I.Обоснована возможность и рвзрвбота".ы методические основы поиска перспективных и конкурентноспособных способов управления,показателями точности плоскостей корпусных деталей при торцовом фрезерозаши на стшжах с ЧПУ.
2.Получена зависимость, использование которой при разработке управляющих программ для фрезерних станков с ЧПУ, позволяет управлять точностью формы заготовок сложной конфигурации за счет изменения соотношения мезду продольной и поперечной подачами.
3.Разработана имитационная модель формообразования и методика численного определения показателей точности детали.
4.Разработаны аналитические зависимости для расчета составляющих силы резания, учитывающие изменение фактической глубины резания, влияние конструктивно-геометрических, параметров и закона относительного движения инструмента и заготовки.
Практичэская ценность. І.Споциализировзнннй фонд эвристических приемов для соїзоршенстсовагаїя опэр«'и;Я торцового фрезеро-вагаш, обеспечивающий поиск перспективных peumimft.
2„Методическое, ивордацпснноо и программное обеспечоїше для синтеза способов упраилешл показателями точности, реализованное в виде автоматизированной обучощел систему.
3.Конкретные тєхішчоские роивши (Способ обработки деталей торцовой фрезой - полокттелыюе режеш/е ао заявке на изобретение N 5015729/08; резец (кассета модульной торцовой фрезы) - АС СССР Н 1760531; способ обработки деталей переменной ширини - полохс. решение по заявке іга кзобротешіе N 5038139/08), позволявши в 1.3...1.6 раза снизить отклонения формы и волнистость плоских поверхностей корпусных деталей и на 40Х повисить производительность торцового Фрезерования }іа станках с ЧПУ.
4.Автоматизированной стенд сбора и обработки эксперимента-лышх данных, исполъзу»чкя оригинальный способ контроля показателей точности плоских поверхностей (ЛС СССР N 1768947).
Реализация работ. Теоретические и экспориментальнне исследования, гтроведе;пп;о п данной работе, паяли практическое применение. "Способ обработки деталей терцовой Фрезой" (положительное рекетів по заявко на і:зос;ротоігло и 5015729/са) позволил на заводе топливной аппаратура ПО "Барнаултргшсют;" в 1.4 раза повисить производительность опорэцнп фрезерования плоскостей корпуса насоса. Совместное использование "Способа обработки деталей торцовой Фрезой" і*. "Способа обработки деталей переменной гсиршш" (полоя. ревмгне по заявко на изобретение N 5030139/03) дало воз-мокность сократить на I0S время пополнения операцій фрезерования базовой плоскости корпуса прибора на ПО "Луч" (г.Барнаул) и снизить отклонения'от плоскостности и волнистость в 1.3...1.6 раза. Суммарный годовой экономический эффект от внедрения результатов данной работы составил Ї00І40 руб. в ценах 1ЭЭ1 года.
На ПО АМЗ (г.Барнаул) для решения задач технологической подготовки производства внедрена кошлекс программ для имитационного моделирования процесса формообразования и автоматизированный стенд сбора и обработки экспериментальных данных, в составе которого используется оригинальная методика профилогра-
фирования поверхностей (АС СССР N 1768947).
Апробация рабЬтц. Основные положения диссертации докладывались на II зональной научно-технической конференции "Пути .повышают качества и надежности инструмента" (Рубцовск,1987), научно-практической конференции "Повышение эффективности исшльзова-ния в производстве станков с ЧПУ" (Бернаул,1987), школе-семинаре "Комплексная технологическая подготовка производства средствами САПР" (Одесса,1933), на республиканской научно-практической конференции "Повышение эффективности технологических процессов мз-шшостроитвльшх производств" (Барнаул, 1989), республиканской научно- технической конференции "Выбор конструкций и режимов ро-зшшя при эксплуатации прогрессивного твердосплавного инструмента" (Екатеринбург,1990), научно-технической конференции "Соврэ-ыашшо метода повышения эффективности машиностроения" (Рубцовск, 1991), на семінарах кафедри "Технология автоматизированных производств" АлтГТУ имени И.И.Ползунова в 1989-1993 годах.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 печатних работ, получено 2 авторских свидетельства и 2 положительных решения по заявкам на изобретения.
Структура и объем работа. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, обоих выводов, списка литературы, и приложений. Работа изложена на 133 ~страницах машинописного текста, содержит 42 рисунка, 6 таблиц, список литературы из 105 наименований, 13 приложений. Общий объем работы 223 страницы-
